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CN104603458B - 风力涡轮机俯仰优化和控制 - Google Patents

风力涡轮机俯仰优化和控制 Download PDF

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CN104603458B
CN104603458B CN201380044913.7A CN201380044913A CN104603458B CN 104603458 B CN104603458 B CN 104603458B CN 201380044913 A CN201380044913 A CN 201380044913A CN 104603458 B CN104603458 B CN 104603458B
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Abstract

本发明涉及用于确定针对风力涡轮机而言的最优俯仰角度的方法、控制器以及计算机程序制品。指示出风力涡轮机处和/或靠近风力涡轮机的场地状况的一个或多个信号被接收402,并且针对所述风力涡轮机而言的最优俯仰角度基于被接收的指示出场地状况的所述一个或多个信号而被确定403。最优俯仰角度接下来被传输404到平台控制器,从而使得所述风力涡轮机能够以所述最优俯仰角度被倾斜。

Description

风力涡轮机俯仰优化和控制
技术领域
本发明涉及风力涡轮机,并且尤其是涉及风力涡轮机的俯仰优化和控制。
背景技术
风力涡轮机有效地利用风能以产生电力并且作为用于产生电力的传统能源的替代能源而变得越来越流行。利用风能被认为是用于产生电力的更清洁可再生的能源。
为了从风能产生电力,如图1中所示,风力涡轮机101通常包括基于稳定基体103的塔架102、被定位在塔架102上以容置电气和机械设备(诸如发电机)的机舱104、以及具有被连接到机舱的一个或多个涡轮机叶片106的转子105。以基本和简单的术语而言,涡轮机叶片通过入射风能来旋转,所述入射风能驱动发电机以产生电力。
常规地,风力涡轮机被设计成具有沿向上方向通常六度的转子俯仰角度,这继而意味着涡轮机叶片以六度有效地向上俯仰。俯仰角度被定义为主轴或机舱从水平面或转子平面的俯仰。然而,通过使转子以六度向上俯仰,入射风在涡轮机叶片上的有效面积也减小,这从而减小来自风的有效能量获取并且减小部分负载状况中的电力输出部。
垂直风剪切能够成为针对风力涡轮机而言的问题,其中距离地面更远的风与距离地面更近的风相比移动得更快。从而,在垂直风剪切状况中,向上指向的涡轮机叶片106与向下指向的涡轮机叶片106相比受到更大风速影响。垂直风剪切能够引起频率1P(每圈1个周期)的伪正弦形状的涡轮机叶根弯矩,这能够显著地促进涡轮机叶片的疲劳。如果风力涡轮机包括三个涡轮机叶片106(如图1中所示),则叶根力矩的总和将会是3P(每圈3个周期),引起风力涡轮机的主轴承以及其他部件上的显著的俯仰和偏航力矩。
常规地,风剪切的效果通过转子的固定的六度俯仰角度来减小。转子的固定的俯仰角度意味着针对向上指向的涡轮机叶片而言的表现风速减小,从而减小伪正弦涡轮机叶根弯矩的幅度。
固定的俯仰角度被设计为风力涡轮机在全世界可能经受的所有风速和垂直风剪切状况中“最佳拟合”。然而,针对风力涡轮机定位的每个特定场地或可能影响风力涡轮机的天气模式(例如季节模式)而言,固定的俯仰角度针对能量捕获而言或针对使涡轮机叶根力矩以及俯仰和偏航力矩最小化而言不一定是最优的。
因此,本发明寻求解决此前描述的至少部分、某些或所有问题和缺点。
发明内容
根据本发明的第一方面提出一种方法,所述方法包括以下步骤:接收指示出风力涡轮机处和/或靠近风力涡轮机的场地状况的一个或多个信号;基于被接收的指示出场地状况的一个或多个信号而确定针对风力涡轮机而言的最优俯仰角度;以及将被确定的最优俯仰角度传输到平台控制器,从而使得风力涡轮机能够以最优俯仰角度被倾斜。
因此最优俯仰角度能够针对风力涡轮机而言基于风力涡轮机处或靠近风力涡轮机的场地状况而确定。最优俯仰角度可以是这样的角度,所述角度允许风力涡轮机在部分负载下产生更多电力并且允许在满负载和/或高垂直风剪切状况下使风力涡轮机上的负载和力矩最小化。
所述方法通过风力涡轮机控制器、发电厂控制器(PPC)、监视控制和数据采集(SCADA)控制器来独立地或任意组合地实施。
被接收的指示出的风力涡轮机处和/或靠近风力涡轮机的场地状况的一个或多个信号可以包括垂直风剪切、风速、风向、波动状况、天气预报、不对称负载、以及偏航方向中的一个或多个。不对称负载信号可以包括涡轮机叶根弯矩或任意其他负载/力矩信号。
所述方法还可以包括以下步骤:接收指示出风力涡轮机的工作点的一个或多个信号;以及基于被接收的指示出风力涡轮机的工作点的一个或多个信号而进一步确定最优俯仰角度。
工作点可以包括电力输出部、风力涡轮机的一个或多个涡轮机叶片的桨距角、以及转子速度中的一个或多个。
所述方法还可以包括以下步骤:识别风力涡轮机的机舱朝向或面向或处于的区块;以及进一步基于被识别出的区块而确定最优俯仰角度。围绕风力涡轮机的界限通常被分隔成每个30度的12个区块。
确定最优俯仰角度的步骤还可以包括从查询表中识别最优角度。经由查询表的确定可以将场地状况中的一个或多个作为用于查询表的基准值来使用。对于查询表而言的基准还可以包括区块和工作点中的一个或多个。
确定最优俯仰角度的步骤还可以包括以下步骤:将被接收的指示出风力涡轮机处和/或靠近风力涡轮机的场地状况的一个或多个信号与预先定义阈值比较;并且如果被接收的指示出风力涡轮机处和/或靠近风力涡轮机的场地状况的信号大于预先定义阈值,则将最优俯仰角度确定为使被接收的指示出场地状况的信号接近或低于预先定义阈值的俯仰角度。
因此,所述确定可以基于反馈控制,以便能够确定针对风力涡轮机而言的最优俯仰角度。
指示出风力涡轮机处或靠近风力涡轮机的场地状况以在反馈控制中使用的信号可以是针对一个或多个涡轮机叶片而言的涡轮机叶根弯矩。指示出风力涡轮机处或靠近风力涡轮机的场地状况以在反馈控制中使用的信号可以是风力涡轮机的电力输出部。
所述方法还可以包括以下步骤:接收涉及海洋气象数据的一个或多个信号;以及基于被接收的涉及海洋气象数据的一个或多个信号而限制被确定的俯仰角度。从而,为了使风力涡轮机漂浮,俯仰角度由海洋气象数据(例如波浪力、运动等)来限制,以便防止风力涡轮机在特定状况中过度俯仰,所述过度俯仰可以影响安全性并且引起停机或引起风力涡轮机翻倒或倾倒。
所述方法还可以包括以下步骤:基于反馈控制而优化对于最优俯仰角度的确定。
所述方法还可以包括以下步骤:将被确定的最优俯仰角度转换成俯仰和翻滚角度;以及将俯仰和翻滚角度传输到平台控制器。由于风力涡轮机可以面向或偏航到不同方向,因此俯仰角度可能需要被转换为针对平台而言的俯仰和翻滚角度。转换可以基于风力涡轮机的偏航方向。
根据本发明的第二方面提供一种控制器,所述控制器包括:第一输入部,其适于接收指示出风力涡轮机处和/或靠近风力涡轮机的场地状况的一个或多个信号;第一处理器,其适于基于被接收的指示出场地状况的一个或多个信号而确定针对风力涡轮机而言的最优俯仰角度;以及第一输出部,其适于将被确定的最优俯仰角度传输到平台控制器,从而使得风力涡轮机能够以最优俯仰角度被倾斜。
根据本发明的第三方面提供一种控制器,所述控制器适于:接收指示出风力涡轮机处和/或靠近风力涡轮机的场地状况的一个或多个信号;基于被接收的指示出场地状况的一个或多个信号而确定针对风力涡轮机而言的最优俯仰角度;以及将被确定的最优俯仰角度传输到平台控制器,从而使得风力涡轮机能够以最优俯仰角度被倾斜。
控制器可以通过风力涡轮机控制器、发电厂控制器(PPC)、监视控制和数据采集(SCADA)控制器来独立地或任意组合地控制。
控制器还可以包括第二输入部,所述第二输入部适于接收指示出风力涡轮机的工作点的一个或多个信号;以及第一处理器还适于进一步基于被接收的指示出风力涡轮机的工作点的一个或多个信号而确定最优俯仰角度。
控制器还可以包括第二处理器,所述第二处理器适于识别风力涡轮机的机舱朝向或面向或处于的区块;以及第一处理器还适于进一步基于被识别出的区块而确定最优俯仰角度。
第一处理器还可以适于从查询表中识别最优角度。
控制器还可以包括第三处理器,所述第三处理器适于将被接收的指示出风力涡轮机处和/或靠近风力涡轮机的场地状况的一个或多个信号与预先定义阈值比较;并且如果被接收的指示出风力涡轮机处和/或靠近风力涡轮机的场地状况的信号大于预先定义阈值,则第一处理器还适于将最优俯仰角度确定为使被接收的指示出场地状况的信号接近或低于预先定义阈值的俯仰角度。
控制器还可以包括第二输入部,所述第二输入部适于接收涉及海洋气象数据的一个或多个信号;以及第四处理器适于基于被接收的涉及海洋气象数据的一个或多个信号而限制被确定的俯仰角度。
控制器还可以包括第五处理器,所述第五处理器适于基于反馈控制而优化对于最优俯仰角度的确定。
控制器还可以包括第六处理器,所述第六处理器适于将被确定的最优俯仰角度转换为俯仰和翻滚角度;以及第二输出部适于将俯仰和翻滚角度传输到平台控制器。
第一到第六处理器可以是相同的处理器、不同的处理器、或其任意组合。第一输入部和第二输入部可以是相同的输入部或不同的输入部。第一输出部和第二输出部可以是相同的输出部或不同的输出部。
控制器和部件可以通过硬件、软件或其任意组合来适配。控制器还可以适于实施本发明的任意或所有的功能和特征。
根据本发明的第四方面提供一种计算机程序制品,所述计算机程序制品包括计算机可读的可执行代码,所述可执行代码用于:接收指示出风力涡轮机处和/或靠近风力涡轮机的场地状况的一个或多个信号;基于被接收的指示出场地状况的一个或多个信号而确定针对风力涡轮机而言的最优俯仰角度;以及将被确定的最优俯仰角度传输到平台控制器,从而使得风力涡轮机能够以最优俯仰角度被倾斜。
计算机程序制品还可以包括计算机可读的可执行代码,所述可执行代码用于实施本发明的任意或所有的功能或特征。
附图说明
本发明的实施方式现在将会仅通过实施例的方式并且参照附图来描述,其中:
图1示出固定的陆上型风力涡轮机的简化示意图。
图2示出根据本发明的多个实施方式的漂浮的离岸型风力涡轮机的简化示意图。
图3示出根据本发明的多个实施方式的陆上型风力涡轮机简化示意图。
图4示出根据本发明的多个实施方式的流程图。
具体实施方式
如此前描述的,常规风力涡轮机的转子以从垂直方向六度的角度被固定。然而,通过将转子以六度偏转,并且因此将涡轮机叶片以六度偏转,针对入射风而言的有效面积减小,所述减小在部分负载状况(例如风速低于针对风力涡轮机而言的额定风速)中降低风力涡轮机的效率。
同样地,在满负载(例如风速处于或高于针对风力涡轮机而言的额定风速)中和/或在高风剪切状况中,固定的六度的转子角度减小伪正弦叶根弯矩的影响,但力矩仍然可以建立,引起显著的疲劳问题。
安装到漂浮式平台的离岸型风力涡轮机可以包括活动压载系统,其中压载物能够围绕漂浮式平台移动。通常利用活动压载系统以稳定风力涡轮机,所述风力涡轮机将会受到来自风的力以及来自使风力涡轮机漂浮的水的运动一起产生的影响。漂浮式平台可以被启动或控制以使风力涡轮机俯仰和翻滚以抵消作用在漂浮的风力涡轮机上的力和运动。漂浮的离岸型风力涡轮机的一个实施例在图2中示出。漂浮的风力涡轮机201包括塔架202、机舱203、转子204、涡轮机叶片205以及漂浮式平台206。
在这个实施例中,漂浮式平台206被示出为具有三个压载物储罐207,其中压载物能够在各压载物储罐之间移动以稳定漂浮的风力涡轮机。然而,如将会认识到的,漂浮式平台206可以是结合有活动压载系统的任意类型的漂浮式平台,例如浮标,所述活动压载系统能够被更改以相对于作用在漂浮的风力涡轮机上的力和运动稳定风力涡轮机。
陆上型风力涡轮机通常安装并且固定到支撑风力涡轮机的坚固基体上。在图3中示出的这个实施方式中,陆上型风力涡轮机301包括塔架302、机舱303、转子304、涡轮机叶片305以及塔架302与基体307之间的平台306。平台306可以包括活动系统,诸如液压系统,其中三个液压柱塞308支撑陆上型风力涡轮机301。液压柱塞可以被启动或控制以使陆上型风力涡轮机301俯仰。
在这个实施例中,平台306被示出为具有三个液压柱塞308,其中柱塞308能够被操作以使风力涡轮机301沿多个方向俯仰。然而,如将会认识到的,平台可以是结合有活动系统的任意类型的平台,所述活动系统能够被更改以使风力涡轮机301俯仰。
在图2和图3中示出的实施例中,风力涡轮机被示出为水平轴型风力涡轮机,但所述风力涡轮机可以是垂直轴型风力涡轮机。风力涡轮机还被示出为具有三个涡轮机叶片,然而,如将会认识到的,风力涡轮机可以包括一个或多个涡轮机叶片。同样地,在以上实施例中,风力涡轮机能够沿任意方向围绕多个轴线俯仰,因为陆上型平台和离岸型漂浮式平台两者都能够由平台控制器来控制以使风力涡轮机沿任意方向倾斜或俯仰。然而,如将会认识到的,平台可以被这样实施,从而使得其仅可以围绕一个或多个轴线倾斜。
在实施方式中,风力涡轮机的倾斜或俯仰角度取决于影响风力涡轮机的状况而被主动地控制并且参照示出流程图401的图4来描述。
在步骤402中,控制器接收指示出风力涡轮机处或靠近风力涡轮机的场地状况的一个或多个信号,所述控制器可以是风力涡轮机控制器、发电厂控制器(PPC)、监视控制和数据采集(SCADA)控制器或任意其他控制器。指示出风力涡轮机处或靠近风力涡轮机的场地状况的信号可以是指示出垂直风剪切、风向、风速、天气预报、波动状况或海洋气象数据(针对漂浮的风力涡轮机而言)、机舱偏航方向、以及不对称负载的信号中的一个或多个。不对称负载可以包括指示出风力涡轮机上的叶根弯矩和/或其他负载的一个或多个信号。
在步骤403中,控制器可以基于被接收的指示出风力涡轮机处或靠近风力涡轮机的场地状况的一个或多个信号而确定最优俯仰角度。控制器可以通过计算最优俯仰角度、参照查询表、或其任意组合来确定最优俯仰角度。
在步骤404中,控制器可以将最优俯仰角度传输到平台控制器,从而使得平台控制器能够控制平台以使风力涡轮机倾斜到所需的最优俯仰角度。
如果控制器是风力涡轮机控制器,则风力涡轮机控制器可以与平台控制器直接地相互作用以传输被确定的最优俯仰角度。如果控制器是PPC或SCADA控制器,则最优俯仰角度可以经由风力涡轮机控制器来直接地传输到平台控制器。
针对漂浮式平台而言并且针对陆上型平台而言,被确定的最优俯仰角度可能需要被转换为俯仰和翻滚角度。最优俯仰角度可以基于待俯仰的风力涡轮机的机舱的偏航方向而转换为俯仰和翻滚角度。俯仰和翻滚角度接下来可以被传输到平台控制器以将平台启动到所需的角度。替代地,最优俯仰角度和机舱的当前偏航位置可以被传输到平台控制器,其中平台控制器将最优俯仰角度转换为所需的俯仰和翻滚角度。
控制器可以基于例如被接收的指示出场地状况、或其他工作点(诸如风力涡轮机的当前电力输出、涡轮机叶片的桨距角、转子速度)的一个或多个信号而识别出风力涡轮机是处于部分负载还是满负载并且识别出风剪切是否高(例如高于预先定义的阈值)。
在部分负载和低风剪切状况中,风力涡轮机的效率可以通过增加涡轮机叶片的使风入射的有效面积来增加。在这种情况下,基于指示出风力涡轮机处或靠近风力涡轮机的场地状况的一个或多个信号,控制器确定针对风力涡轮机而言的最优俯仰角度。最优俯仰角度可以通过控制器来实时地计算或可以利用作为针对查询而言的基准的至少被接收的指示出风力涡轮机处或靠近风力涡轮机的场地状况的信号来从查询表中识别。
例如,如果被接收信号指示出风剪切低并且风力涡轮机处于部分负载,则最优俯仰角度可以被确定为沿正向方向(例如朝向风)六度,以使得通过有效地抵消固定的转子角度来达到涡轮机叶片的更大的有效面积。如果反向风剪切发生,则最优俯仰角度可以被确定为沿正向方向大于六度。
如果被接收的信号指示出风剪切增加,则最优角度可以被确定为小于六度的角度,以使得风力涡轮机的俯仰允许涡轮机叶片的有效面积更大,而将风力涡轮机的部件的由于风剪切引起的任意力矩最小化。因此,可以建立查询表,所述查询表标识出在部分负载下针对每个风剪切和/或风速状况而言的最优俯仰角度。
围绕风力涡轮机的区域或界限可以被分隔为区块。通常存在12个区块,每个区块30度,限定出围绕风力涡轮机的360度界限。确定针对风力涡轮机而言的最优俯仰角度可以进一步基于风力涡轮机的机舱当前面向的区块而进行。因此,查询表可以包括作为另外的基准的区块,以便确定或识别针对风力涡轮机而言的最优俯仰角度。
确定最优俯仰角度可以附加地或替代地进一步基于风力涡轮机的估算的、当前的、或预计的工作点而进行。例如,工作点可以包括电力输出、涡轮机叶片的桨距角、转子速度、空转状况、维护操作等中的一个或多个。因此,实时地或经由查询表来确定最优俯仰角度可以进一步基于风力涡轮机的工作点而进行。在一些工作点下,最优俯仰角度可以被设定为0度,有效地停用风力涡轮机俯仰优化。
在反馈控制可以用于优化对于最优俯仰角度的确定的情况下,实时计算或查询表可以被优化。例如,针对被确定为最优俯仰角度的给定俯仰角度而言,电力输出可以被识别为低于能够获得和/或负载的最大值或未减小到最小值,接下来反馈可以用于更新对于最优俯仰角度的确定。
确定最优俯仰角度可以替代地或附加地基于反馈控制而进行。例如,电力输出值可以用作反馈以确定最优俯仰角度。
因此,在部分负载下,风力涡轮机能够被倾斜,从而使得能够获得来自风的最优能量捕获,而使风力涡轮机上的针对任意给定风剪切而言的力矩最小化。
如果控制器确定风力涡轮机在满负载下运行,则控制器可以基于指示出风力涡轮机处或靠近风力涡轮机的场地状况的一个或多个信号而确定针对风力涡轮机而言的最优俯仰角度。针对风力涡轮机而言的最优俯仰角度在这种情况下可以被确定以减小风力涡轮机上的力矩,这使风力涡轮机中的多个部件的疲劳减小。这是因为在满负载下,风力涡轮机受到处于或高于针对风力涡轮机而言的额定风速的风速影响并且通常受到高风剪切的影响。
最优俯仰角度可以经由查询表或经由反馈控制或其任意组合来确定。查询表机制可以以与此前描述的与部分负载状况相关的方式类似的方式操作和参考。
如此前还描述的,垂直风剪切能够引起每个叶片中的频率1P的伪正弦涡轮机叶根力矩。则在具有三个叶片的风力涡轮机中,叶根力矩的总和给出3P的俯仰和偏航力矩。涡轮机叶根弯矩可以通过涡轮机叶片上的一个或多个传感器(例如应变计)来测量并且可以作为指示出风力涡轮机上的不对称负载的信号之一并且因此作为场地状况之一被提供给控制器。控制器可以因此基于包括涡轮机叶根弯矩信号的反馈循环而确定针对风力涡轮机而言的最优俯仰角度。换言之,风力涡轮机可以移动或倾斜到最优俯仰角度以减小伪正弦涡轮机叶根弯矩信号的幅度。
因此,控制器可以将伪正弦叶根弯矩与预先定义阈值(其中阈值可以是值、信号、或图案)比较以确定是否以达到最优俯仰角度。如果正弦叶根弯矩大于预先定义阈值,则新的最优俯仰角度被确定以进一步减小正弦叶根弯矩与预先定义阈值之间的差距。
在满负载和/或高风剪切状况下,最优俯仰角度可以例如沿反向方向从风偏离数度,从而使得风力涡轮机看上去向后偏斜或俯仰。
控制器可以将被确定的最优俯仰角度传输到平台控制器,从而使得平台控制器可以控制或操作平台以使风力涡轮机倾斜到最优角度。如此前描述的,最优俯仰角度还可以被转换为针对平台而言的俯仰和翻滚角度。
针对安装在漂浮式平台上的具有活动压载系统的离岸型风力涡轮机而言,平台控制器通常将会将平台调整到0度,以便维持风力涡轮机的稳定。然而,0度的基准角度可以被更改以从控制器(例如风力涡轮机控制器、PPC、SCADA控制器)取得基准(例如最优俯仰角度或被转换的俯仰和翻滚角度),从而引起漂浮式平台使风力涡轮机俯仰到所需并且最优的俯仰角度。
由于漂浮式平台还受到来自漂浮式平台所定位的水的运动和力的影响,因此所述系统还可以包括监控装置。监控装置可以接收海洋气象数据和被确定的最优俯仰角度并且决定或识别在当前或未来海洋气象状况下使风力涡轮机俯仰到最优俯仰角度是否安全。监控装置可以针对取决于海洋气象状况的安全性原因而限制风力涡轮机的俯仰角度。替代地或附加地,海洋气象数据可以被输送到用于确定最优俯仰角度的计算或查询表中。
因此,在本发明的实施方式和实施例中,针对具有活动压载系统的漂浮型风力涡轮机或安装在能够主动移动的平台上的陆上型风力涡轮机而言,控制器可能能够控制或开始控制风力涡轮机的倾斜或俯仰角度。因此,有利的是,风力涡轮机能够被倾斜或俯仰,以便有效地“克服”固定的转子俯仰角度问题。
对于垂直风剪切的测量或估算可以从气象桅杆(MET mast)数据、从被定位在风力涡轮机处或与风力涡轮机分离的LiDAR装置或激光多普勒测速(LDV)装置或其他传感器、或从涡轮机负载测量装置(例如叶片负载传感器)来确定。影响风力涡轮机的风速可以从涡轮机数据(例如从风力涡轮机的电力输出)来推算,或经由诸如激光检测和测距(LiDAR)装置或风速计的其他传感器来测量,以及风速可以在风力涡轮机上游和/或在风力涡轮机处被估算或测量。
可以用于确定最优俯仰角度的查询表可以被离线地或在线地计算。查询表可以利用指示出风力涡轮机的不对称负载的数据或信号来更新。例如,如果对于给定俯仰角度而言,正弦叶根力矩高,则查询表可以被更新以改变针对这种状况而言的最优俯仰角度。
风力涡轮机控制器、PPC以及SCADA控制器可以独立地实施所述实施方式或可以将所述实施方式的控制在两个或更多的控制器之间分割。
最优俯仰角度被确定的频率可以是针对本发明的目的而言的任意适当频率。例如,针对经由查询表来确定最优俯仰角度而言,所述过程可以每10分钟执行一次,或以任意其他适当频率执行。在最优俯仰角度经由反馈控制来确定的情况下,所述信号可以每30秒或1分钟采样一次以确定最优俯仰角度。
因此,本发明的实施方式描述机制以确定针对风力涡轮机而言的最优俯仰角度,其中最优俯仰角度有利地允许在部分负载状况下增加来自风的功率捕获并且允许在满负载状况期间降低塔架上的负载。
尽管已示出和描述本发明的实施方式,但将会理解的是,所述实施方式仅通过实施例的方式来描述。各种变型、变化和替代将会对于本领域中技术人员而言显然,而无需脱离本发明的作为由所附权利要求定义的范围。因此,目的在于以下权利要求涵盖所有落入本发明的精神和范围内的这样的变型或等同方案。

Claims (17)

1.一种用于控制风力涡轮机的方法,所述方法包括以下步骤:
接收指示出风力涡轮机处和/或靠近风力涡轮机的场地状况的一个或多个信号;
基于被接收的指示出场地状况的一个或多个信号而确定针对风力涡轮机而言的最优俯仰角度;
将被确定的最优俯仰角度传输到平台控制器,从而使得风力涡轮机能够以最优俯仰角度被倾斜;
将被确定的最优俯仰角度转换为俯仰和翻滚角度;以及
将俯仰和翻滚角度传输到平台控制器。
2.根据权利要求1所述的用于控制风力涡轮机的方法,其中被接收的指示出风力涡轮机处和/或靠近风力涡轮机的场地状况的一个或多个信号包括垂直风剪切、风速、风向、波动状况、天气预报、不对称负载、以及偏航方向中的一个或多个。
3.根据权利要求1或2所述的用于控制风力涡轮机的方法,所述方法还包括以下步骤:
接收指示出风力涡轮机的工作点的一个或多个信号;以及
进一步基于被接收的指示出风力涡轮机的工作点的一个或多个信号而确定最优俯仰角度。
4.根据权利要求3所述的用于控制风力涡轮机的方法,其中工作点包括电力输出、风力涡轮机的一个或多个涡轮机叶片的桨距角、转子速度中的一个或多个。
5.根据权利要求1或2所述的用于控制风力涡轮机的方法,所述方法还包括以下步骤:
识别风力涡轮机的机舱面向的区块;以及
进一步基于被识别区块而确定最优俯仰角度。
6.根据权利要求1或2所述的用于控制风力涡轮机的方法,其中确定最优俯仰角度的步骤包括从查询表中识别最优角度。
7.根据权利要求1或2所述的用于控制风力涡轮机的方法,其中确定最优俯仰角度的步骤包括以下步骤:
将被接收的指示出风力涡轮机处和/或靠近风力涡轮机的场地状况的一个或多个信号与预先定义阈值比较;以及
如果被接收的指示出风力涡轮机处和/或靠近风力涡轮机的场地状况的信号大于预先定义阈值,则将最优俯仰角度确定为使被接收的指示出场地状况的信号接近或低于预先定义阈值的俯仰角度。
8.根据权利要求7所述的用于控制风力涡轮机的方法,其中被接收的指示出风力涡轮机处和/或靠近风力涡轮机的场地状况的信号是针对一个或多个涡轮机叶片而言的涡轮机叶根弯矩中的一个或多个。
9.根据权利要求1或2所述的用于控制风力涡轮机的方法,所述方法还包括以下步骤:
接收涉及海洋气象数据的一个或多个信号;以及
基于被接收的涉及海洋气象数据的一个或多个信号而限制被确定的俯仰角度。
10.根据权利要求1或2所述的用于控制风力涡轮机的方法,所述方法还包括以下步骤:
基于反馈控制而优化对于最优俯仰角度的确定。
11.一种控制器,其包括:
第一输入部,其适于接收指示出风力涡轮机处和/或靠近风力涡轮机的场地状况的一个或多个信号;
第一处理器,其适于基于被接收的指示出场地状况的一个或多个信号而确定针对风力涡轮机而言的最优俯仰角度;
第一输出部,其适于将被确定的最优俯仰角度传输到平台控制器,从而使得风力涡轮机能够以最优俯仰角度被倾斜;
第六处理器,其适于将被确定的最优俯仰角度转换为俯仰和翻滚角度;以及
第二输出部,其适于将俯仰和翻滚角度传输到平台控制器。
12.根据权利要求11所述的控制器,控制器还包括:
第二输入部,其适于接收指示出风力涡轮机的工作点的一个或多个信号;以及
第一处理器还适于进一步基于被接收的指示出风力涡轮机的工作点的一个或多个信号而确定最优俯仰角度。
13.根据权利要求11或12所述的控制器,控制器包括:
第二处理器,其适于识别风力涡轮机的机舱面向的区块;以及
第一处理器还适于进一步基于被识别的区块而确定最优俯仰角度。
14.根据权利要求11或12所述的控制器,其中第一处理器还适于从查询表中识别最优角度。
15.根据权利要求11或12所述的控制器,控制器还包括:
第三处理器,其适于将被接收的指示出风力涡轮机处和/或靠近风力涡轮机的场地状况的一个或多个信号与预先定义阈值比较;以及
如果被接收的指示出风力涡轮机处和/或靠近风力涡轮机的场地状况的信号大于预先定义阈值,则第一处理器还适于将最优俯仰角度确定为使被接收的指示出场地状况的信号接近或低于预先定义阈值的俯仰角度。
16.根据权利要求11或12所述的控制器,控制器还包括:
第二输入部,其适于接收涉及海洋气象数据的一个或多个信号;以及第四处理器,其适于基于被接收的涉及海洋气象数据的一个或多个信号而限制被确定的俯仰角度。
17.根据权利要求11或12所述的控制器,控制器还包括:
第五处理器,其适于基于反馈控制而优化对于最优俯仰角度的确定。
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